ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষের প্রধান গঠন

1. ইলেকট্রোড
অ্যানোড
অ্যানোড এবং ক্যাথোডের বিভিন্ন ফাংশন রয়েছে এবং বিভিন্ন উপাদানের প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।
দুটি বিভাগে বিভক্ত: দ্রবণীয় এবং অদ্রবণীয়। তামা পরিশোধনের জন্য ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষে, অ্যানোড উপাদান হল দ্রবণীয় ফোস্কা তামাকে পরিশোধিত করার জন্য। এটি ইলেক্ট্রোলাইসিসের সময় দ্রবণে দ্রবীভূত হয়ে ক্যাথোডে দ্রবণ থেকে বেরিয়ে আসা তামাকে পুনরায় পূরণ করে। জলীয় দ্রবণ (যেমন লবণ জলের দ্রবণ) ইলেক্ট্রোলাইজ করার জন্য ব্যবহৃত ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষগুলিতে অ্যানোডগুলি অদ্রবণীয় এবং তারা মূলত তড়িৎ বিশ্লেষণ প্রক্রিয়ার সময় পরিবর্তিত হয় না, তবে প্রায়শই ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠে সম্পাদিত অ্যানোড বিক্রিয়ার উপর তাদের অনুঘটক প্রভাব থাকে। রাসায়নিক শিল্পে, অদ্রবণীয় অ্যানোডগুলি বেশিরভাগই ব্যবহৃত হয়।
সাধারণ ইলেক্ট্রোড উপাদানগুলির (যেমন পরিবাহিতা, অনুঘটক কার্যকলাপ শক্তি, প্রক্রিয়াকরণ, উত্স, মূল্য) মৌলিক প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করার পাশাপাশি, অ্যানোড উপাদানগুলিকে অবশ্যই শক্তিশালী অ্যানোডিক মেরুকরণ এবং উচ্চ-তাপমাত্রা অ্যানোলাইটে অদ্রবণীয় এবং অ-প্যাসিভেটেড হতে হবে। , উচ্চ স্থিতিশীলতা সঙ্গে. গ্রাফাইট দীর্ঘকাল ধরে সর্বাধিক ব্যবহৃত অ্যানোড উপাদান। যাইহোক, গ্রাফাইট ছিদ্রযুক্ত, দুর্বল যান্ত্রিক শক্তি রয়েছে এবং সহজেই কার্বন ডাই অক্সাইডে জারিত হয়। ইলেক্ট্রোলাইসিস প্রক্রিয়া চলাকালীন এটি ক্রমাগত ক্ষয়প্রাপ্ত এবং খোসা ছাড়িয়ে যায়, যার ফলে ইলেক্ট্রোডের দূরত্ব ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায় এবং কোষের ভোল্টেজ বৃদ্ধি পায়। লবণ জলের দ্রবণের ইলেক্ট্রোলাইসিসের জন্য ব্যবহার করা হলে, গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডে ক্লোরিন বিবর্তনের অতিরিক্ত সম্ভাবনাও বেশি।
1960-এর দশকে এইচ. বিয়ার দ্বারা প্রস্তাবিত টাইটানিয়াম বেসের উপর রুথেনিয়াম অক্সাইড এবং টাইটানিয়াম অক্সাইডের আবরণ দ্বারা গঠিত ধাতব অক্সাইড ইলেক্ট্রোড ছিল অ্যানোড পদার্থের একটি প্রধান উদ্ভাবন। ক্লোরিন বিবর্তন এবং অক্সিজেন বিবর্তনের মতো নির্দিষ্ট অ্যানোড প্রতিক্রিয়াগুলির জন্য রুথেনিয়াম ডাই অক্সাইডের ভাল অনুঘটক কার্যকলাপ রয়েছে এবং তুলনামূলকভাবে কম সেল ভোল্টেজের সাথে উচ্চ বর্তমান ঘনত্বে কাজ করতে পারে। সবচেয়ে অসামান্য বৈশিষ্ট্য হল যে এটির রাসায়নিক স্থিতিশীলতা ভাল এবং এর কাজের জীবন গ্রাফাইট অ্যানোডের তুলনায় অনেক বেশি। উদাহরণস্বরূপ, ক্লোর-ক্ষার উত্পাদনে ব্যবহৃত ডায়াফ্রাম ইলেক্ট্রোলাইজারগুলিতে, তাদের জীবনকাল 10 বছরের বেশি হতে পারে। কারণ এটি ক্ষয় করা সহজ নয় এবং এটি মাত্রিকভাবে স্থিতিশীল, এটিকে একটি মাত্রিক স্থিতিশীল অ্যানোড বলা হয়। বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা এবং ব্যবহারের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়ার জন্য, আবরণে অন্যান্য উপাদান যুক্ত করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, টিন এবং ইরিডিয়াম যোগ করা অক্সিজেনের অত্যধিক সম্ভাবনা বাড়াতে পারে এবং অ্যানোডের নির্বাচনীতা উন্নত করতে পারে। প্ল্যাটিনাম যোগ করা ইলেক্ট্রোডের স্থায়িত্ব উন্নত করতে পারে। বর্তমানে, রাসায়নিক শিল্পে মূল্যবান ধাতু-প্রলিপ্ত ধাতু অ্যানোডগুলি ব্যাপকভাবে প্রচার করা হয়েছে।
গলিত লবণের ইলেক্ট্রোলাইজারে, যেহেতু ইলেক্ট্রোলাইসিস তাপমাত্রা জলীয় দ্রবণ ইলেক্ট্রোলাইজারের তুলনায় অনেক বেশি, অ্যানোড উপাদানগুলির প্রয়োজনীয়তা আরও কঠোর। গলিত সোডিয়াম হাইড্রক্সাইডের তড়িৎ বিশ্লেষণের জন্য, ইস্পাত, নিকেল এবং তাদের সংকর ধাতু সাধারণত ব্যবহৃত হয়। গলিত ক্লোরাইডের তড়িৎ বিশ্লেষণের জন্য, শুধুমাত্র গ্রাফাইট ব্যবহার করা যেতে পারে।

ক্যাথোড
যখন ধাতু বা সংকর ধাতু ক্যাথোড হিসাবে ব্যবহার করা হয়, যেহেতু এটি তুলনামূলকভাবে নেতিবাচক সম্ভাবনায় কাজ করে, এটি প্রায়শই ক্যাথোডিক সুরক্ষায় ভূমিকা পালন করতে পারে এবং কম ক্ষয়কারী, তাই ক্যাথোড উপাদান নির্বাচন করা সহজ। একটি জলীয় ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষে, ক্যাথোড সাধারণত একটি হাইড্রোজেন বিবর্তন বিক্রিয়া তৈরি করে এবং এর উচ্চ মাত্রায় সম্ভাবনা থাকে। অতএব, ক্যাথোড উপকরণ প্রধান উন্নতি দিক হাইড্রোজেন বিবর্তন overpotential কমাতে হয়. ইলেক্ট্রোলাইট হিসাবে সালফিউরিক অ্যাসিড ব্যবহার করার সময়, সীসা বা গ্রাফাইটকে অবশ্যই ক্যাথোড হিসাবে ব্যবহার করতে হবে, কম কার্বন ইস্পাত একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত ক্যাথোড উপাদান। বিদ্যুৎ খরচ কমানোর জন্য, বর্তমানে উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং অনুঘটক কার্যকলাপ সহ ক্যাথোড প্রস্তুত করতে বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়, যেমন ছিদ্রযুক্ত নিকেল ধাতুপট্টাবৃত ক্যাথোড।
পণ্যের গুণমান উন্নত করার জন্য, বিশেষ ক্যাথোড উপকরণও ব্যবহার করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, পারদ পদ্ধতি ব্যবহার করে কস্টিক সোডা তৈরির জন্য লবণের জলের দ্রবণকে ইলেক্ট্রোলাইজ করতে ব্যবহৃত পারদ ক্যাথোডে, পারদ থেকে হাইড্রোজেন বিবর্তনের উচ্চ মাত্রায় সোডিয়াম আয়নগুলিকে সোডিয়াম অ্যামালগাম তৈরি করতে ব্যবহার করা হয়, যা পরে একটি বিশেষ পদ্ধতিতে ব্যবহৃত হয়। সরঞ্জাম, সোডিয়াম অ্যামালগাম উচ্চ-বিশুদ্ধতা, উচ্চ-ঘনত্বের ক্ষার দ্রবণ প্রস্তুত করতে জল দিয়ে পচে যায়। উপরন্তু, বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করার জন্য, হাইড্রোজেন বিবর্তন প্রতিক্রিয়া প্রতিস্থাপনের জন্য ক্যাথোডে অক্সিজেন কমানোর জন্য একটি অক্সিজেন-গ্রাহক ক্যাথোডও ব্যবহার করা যেতে পারে। তাত্ত্বিক গণনা অনুসারে, সেল ভোল্টেজ 1.23V দ্বারা হ্রাস করা যেতে পারে।

2. ডায়াফ্রাম
ক্যাথোড এবং অ্যানোড পণ্যগুলির মিশ্রণ রোধ করতে এবং সম্ভাব্য ক্ষতিকারক প্রতিক্রিয়া এড়াতে, ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষগুলিতে, ডায়াফ্রামগুলি মূলত ক্যাথোড এবং অ্যানোড চেম্বারগুলিকে আলাদা করতে ব্যবহৃত হয়। ডায়াফ্রামের একটি নির্দিষ্ট ছিদ্র থাকা প্রয়োজন যাতে অণু বা বুদবুদগুলিকে অতিক্রম করার অনুমতি না দিয়ে আয়নগুলিকে অতিক্রম করতে দেয়। যখন ডায়াফ্রামের মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়, তখন ডায়াফ্রামের ওমিক ভোল্টেজ ড্রপ কম হতে হবে। এই কার্যকারিতা প্রয়োজনীয়তাগুলি মূলত ব্যবহারের সময় অপরিবর্তিত থাকে এবং ক্যাথোড এবং অ্যানোড চেম্বারে ইলেক্ট্রোলাইটগুলির ক্রিয়াকলাপের অধীনে তাদের ভাল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং যান্ত্রিক শক্তির প্রয়োজন হয়। পানিকে ইলেক্ট্রোলাইজিং করার সময়, ক্যাথোড এবং অ্যানোড চেম্বারে ইলেক্ট্রোলাইট একই থাকে। হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের বিশুদ্ধতা নিশ্চিত করতে এবং হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেন মিশ্রিত বিস্ফোরণ প্রতিরোধ করতে ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষের ডায়াফ্রামকে শুধুমাত্র ক্যাথোড এবং অ্যানোড চেম্বারগুলিকে আলাদা করতে হবে। একটি আরও সাধারণ এবং জটিল পরিস্থিতি হল যে ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষের ক্যাথোড এবং অ্যানোড চেম্বারে ইলেক্ট্রোলাইট রচনাগুলি আলাদা। এই সময়ে, ক্যাথোড এবং অ্যানোড চেম্বারের ইলেক্ট্রোলাইটগুলিতে ইলেক্ট্রোলাইটিক পণ্যগুলির পারস্পরিক প্রসারণ এবং মিথস্ক্রিয়া রোধ করতে ডায়াফ্রামেরও প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, ডায়াফ্রাম ইলেক্ট্রোলাইটিক কোষে ক্লোর-ক্ষার উৎপাদনে ক্যাথোড চেম্বার থেকে অ্যানোড চেম্বারে হাইড্রক্সাইড আয়নগুলির প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করতে পারে।
ডায়াফ্রামগুলি জড় পদার্থ দিয়ে তৈরি, যেমন অ্যাসবেস্টস ডায়াফ্রামগুলি দীর্ঘকাল ধরে ক্লোর-ক্ষার শিল্পে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, অ্যাসবেস্টস বিভাজকগুলির কর্মক্ষমতা অস্থির। যখন ব্রিনে ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়ামের অমেধ্য থাকে, তখন বিভাজকটিতে হাইড্রক্সাইড বৃষ্টিপাত সহজেই তৈরি হয়, যা ব্যাপ্তিযোগ্যতা হ্রাস করে। তুলনামূলকভাবে উচ্চ তাপমাত্রায় এবং ইলেক্ট্রোলাইটের প্রভাবে, ফোলাভাব এবং আলগা হতে পারে। উড্ডয়ন করা. এই উদ্দেশ্যে, রিইনফোর্সিং উপাদান হিসাবে অ্যাসবেস্টসে রজন যুক্ত করা যেতে পারে, বা মূল অংশ হিসাবে রজন দিয়ে একটি মাইক্রোপোরাস মেমব্রেন তৈরি করা যেতে পারে, যা স্থিতিশীলতা এবং যান্ত্রিক শক্তিকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে ক্লোর-ক্ষার উত্পাদনে বিকশিত ক্যাটেশন এক্সচেঞ্জ ঝিল্লি একটি নতুন ধরণের ঝিল্লি উপাদান। এতে আয়ন পারমিয়েশনের জন্য সিলেক্টিভিটি রয়েছে, যা মূলত ক্লোরাইড আয়নকে ক্যাথোড চেম্বারে প্রবেশ করতে বাধা দিতে পারে, যাতে অত্যন্ত কম সোডিয়াম ক্লোরাইড কন্টেন্ট সহ একটি ক্ষারীয় দ্রবণ তৈরি করা যায়।